(57)【要約】【課題】  冷却手段に送る水中に氷の細片が流入するのを防止することができ、しかも蓄氷槽内において氷が崩れてもその衝撃が冷却手段に殆ど影響を与えることがなく、安定した氷の生成を行うことができる氷蓄熱装置を提供する。【解決手段】  蓄氷槽１に貯留した水を過冷却する冷却手段５を備える氷蓄熱装置において、前記蓄氷槽から冷却手段に送る水の取水口まわりに、金網等の濾材よりなる第１の吸込フィルタ１７で仕切られたクッションエリア１５を設けるとともに、前記取水口に取り付けた取水口体２に金網等の濾材よりなる第２の吸込フィルタ１８を設けて第１の吸込フィルタと第２の吸込フィルタ間をクッションエリアで離間し、かつ前記第１の吸込フィルタを第２吸込フィルタよりも目の粗いもので構成し、しかも第１の吸込フィルタにおける水の流通面積を第２の吸込フィルタよりも大なるものとした。【選択図】  図１
2005300045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄氷槽に貯留した水を過冷却する冷却手段を備え、この過冷却された水の過冷却状態を解除して微細な氷の細片と水とが混ざった氷スラリを生成し、この氷スラリを蓄氷槽内に貯留し、この蓄氷槽内の水または氷スラリを負荷側に送って冷熱源とする氷蓄熱装置において、前記蓄氷槽から冷却手段に送る水の取水口まわりに、金網等の濾材よりなる第１の吸込フィルタで仕切られたクッションエリアを設けるとともに、前記取水口に取り付けた取水口体に金網等の濾材よりなる第２の吸込フィルタを設けて第１の吸込フィルタと第２の吸込フィルタ間をクッションエリアで離間し、かつ前記第１の吸込フィルタを第２吸込フィルタよりも目の粗いもので構成し、しかも第１の吸込フィルタにおける水の流通面積を第２の吸込フィルタよりも大なるものとしてなる氷蓄熱装置。
【請求項２】
前記蓄氷槽の内底面に、前記取水口側に向かって下傾する勾配を付し、取水口を蓄氷槽内のより低い位置に設けてなる請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項３】
前記クッションエリアの上部に天板を設け、この天板を蓄氷槽の内側壁から槽内中央に向かって下り勾配を付したもので構成してなる請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過冷却水から氷スラリを生成して蓄氷槽に貯留し、同槽内の水を冷熱源として冷熱を負荷側に供給する氷蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
氷蓄熱装置は蓄氷槽内に貯留した氷の冷熱を冷熱源として同槽内と負荷側との間に槽内の水を循環させることによって負荷側への冷熱供給を行うものとしてあり、この氷蓄熱装置には、前記蓄氷槽に外部から氷を供給するダイナミック式のものがあり、このダイナミック式のものでは蓄氷槽内の水を槽外部の冷却手段に送って氷を生成し、生成した氷を前記蓄氷槽に戻す構成となっている。
【０００３】
そして上述したダイナミック式のものでは、前記冷却手段において水を過冷却し、その後、過冷却水に衝撃を与えて過冷却状態を解除することにより、微細な氷片と水と混合したいわゆるシャーベット状の氷スラリを生成し、この氷スラリを蓄氷槽内に貯留するように構成したものがある。
【０００４】
しかして蓄氷槽内から前記冷却手段に供給する水を槽内から取り出す際、冷却手段に氷の細片が送られるのを防止することを目的として、パンチングメタルを円筒状に形成して両端もパンチングメタルで塞いだり、あるいは塩化ビニル等の合成樹脂よりなる管に多数の孔明け加工（例えば開孔率４０％×孔径４．０ｍｍ程度）を施したりしたフィルタ機能を有する取水筒を取水口に取り付けている。
なお、取水口の開口部を金網で仕切るようにした構成のもの（特許文献１参照）もある。
【０００５】
上述のように冷却手段への氷の細片の流入を防止するのは、氷の細片が水とともに冷却手段に流入すると、冷却手段内部において氷の細片が氷核となって水が過冷却状態にならないうちに凍結してしまい、蓄氷槽内への氷の供給を安定して行うことができなくなるからである。
【０００６】
しかしながら、上述のように取水口にフィルタ機能を有する取水筒を設けても、氷細片の流入防止効果は僅かであり、決して十分なものとは云えなかった。
【０００７】
また、氷の生成用水を真水ではなくブライン等の水溶液として、真水を使用する場合に比して負荷側により低温の冷熱を供給することができるようにした氷蓄熱装置もあり、このように水溶液を用いるものの場合、前記冷却手段により生成される氷の粒子は真水の場合よりさらに小径となり、氷の細片が冷却手段に流れ込むのを防止することがより困難となっている。
【０００８】
上述した取水口に、より目の細かい金網等のフィル吸込フィルタを設ければ氷の細片の流入を抑えることは可能であるが、目の細かい金網等よりなる吸込フィルタは、氷により目詰まりを生じやすく、特に、蓄氷槽に流入してきたばかりの細かい氷は槽内で流動性が高いので、取水口に引き寄せられて堆積しやすく、金網等の目詰まりを促進させやすい。
【０００９】
また、吸込フィルタに堆積した氷は元々粒子が細かいので密な状態になる傾向が強く、したがって水溶液を用いる場合の取水口における取水抵抗は、真水を用いる場合に比べて大となり、比較的蓄氷量が小である状態でも取水不良（ポンプのキャビテーション）を生じる。
【００１０】
また、取水口周辺に密に堆積した氷は蓄氷過程においてポンプの吸引圧力と自重により突然崩れることがあり、氷が崩れるとその落下衝撃で取水抵抗の変化が生じ、冷水流量が瞬間に大きく変動する。
【００１１】
この流量変動は前記冷却手段において過冷却状態となっている水に及び、過冷却水の過冷却状態が冷却手段の内部で解除されて凍結し、このことによっても安定した氷の供給が妨げられる。
【特許文献１】特開平１０−１６０２０７（第１〜６頁および図２〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的とするところは、冷却手段に送る水中に氷の細片が流入するのを防止することができ、しかも蓄氷槽内において氷が崩れてもその衝撃が冷却手段に殆ど影響を与えることがなく、安定した氷の生成を行うことができる氷蓄熱装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る氷蓄熱装置は、蓄氷槽に貯留した水を過冷却する冷却手段を備え、この過冷却された水の過冷却状態を解除して微細な氷の細片と水とが混ざった氷スラリを生成し、この氷スラリを蓄氷槽内に貯留し、この蓄氷槽内の水または氷スラリを負荷側に送って冷熱源とする氷蓄熱装置において、前記蓄氷槽から冷却手段に送る水の取水口まわりに、金網等の濾材よりなる第１の吸込フィルタで仕切られたクッションエリアを設けるとともに、前記取水口に取り付けた取水口体に金網等の濾材よりなる第２の吸込フィルタを設けて第１の吸込フィルタと第２の吸込フィルタ間をクッションエリアで離間し、かつ前記第１の吸込フィルタを第２吸込フィルタよりも目の粗いもので構成し、しかも第１の吸込フィルタにおける水の流通面積を第２の吸込フィルタよりも大なるものとした構成のものとしてある。
【００１４】
また前記蓄氷槽の内底面に、前記取水口側に向かって下傾する勾配を付し、取水口を蓄氷槽内のより低い位置に設けた構成のものとしてある。
【００１５】
さらに、前記クッションエリアの上部に天板を設け、この天板を蓄氷槽の内側壁から槽内中央に向かって下り勾配を付したもので構成したものとしてある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の装置によれば、蓄氷槽内の氷の細片が第１の吸込フィルタを通過する際にはこの吸込フィルタの表面積が大であるから通過流速が小となるので、氷の細片が第１の吸込みフィルタに吸い寄せられにくく、しかも第１の吸込みフィルタは目の粗いものとしてあるので、目詰まりもしにくく、この第１の吸込フィルタによって取水抵抗が増大するおそれはまずなく、また、第１の吸込フィルタを通過した氷の細片は、クッションエリアを流過する間にその殆どが融解されるが、残った氷の細片は第２の吸込フィルタにおいて取水管内への流入が阻止される。
【００１７】
したがって、冷却手段への氷の細片の流入が極力低減され、冷却手段における安定した冷却を行なうことができる。
【００１８】
また、取水口周辺に堆積した氷が崩れた場合であっても、第１と第２の吸込フィルタ間にクッションエリアを設けてあるので、このクッションエリアにおける液層が氷の崩れによるショックを吸収し、したがって冷却手段に送られる水の流量変動（負荷変動）が抑えられ、冷却手段の内部における過冷却水の過冷却状態の解除による凍結（過冷却失敗）が防止され、蓄氷槽への氷の供給を安定して行うことができる。
【００１９】
さらに、蓄氷槽の内底面底部に勾配を付してあって、槽内の水が取水口体の方向へ流れやすくなるように構成してあるので、蓄氷槽内の氷の貯留割合（ＩＰＦ）を増大させることが可能となり、液割合の減少に伴う取水不良（ポンプのキャビテーション）の発生を遅らせ、蓄氷槽内ＩＰＦを大ならしめることができる。
【００２０】
また、クッションエリア上部を天板により仕切ってあり、しかも蓄氷槽の内側壁から槽内中央に向かって下り勾配を付してあるので、槽内の氷の荷重による第１および第２の吸込フィルタの破損を防止することができ、また天板の傾斜により槽内の水が蓄氷槽内底に流れ落ちやすく、このことによってもスムーズな製氷を行うことができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明に係る氷蓄熱装置の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
蓄氷槽１内の取水口体２に一端が接続された取水管３の他端は、取水用ポンプ４を介して冷却手段たる過冷却用熱交換器５の入口に接続されていて、同熱交換器の出口に一端が接続された過冷却水管６の他端に設けたノズル７が前記蓄氷槽１内上部に臨んでいる。
【００２２】
なお、前記過冷却熱交換器５は図示を省略した冷凍機から冷媒が供給されるものとしてあって、蓄氷槽１内の水（ブライン）を凍結させることなくその水の凍結点よりも低い温度まで過冷却するものとしてあり、過冷却された水は前記ノズル７においてあるいはノズル７から蓄氷槽１内に供給された時点で所要の振動等の衝撃を与えられることによって過冷却状態が解除されて微細な氷の細片と水とが混合するいわゆるシャーベット状の氷である氷スラリが生成される構成となっている。
【００２３】
また、前記取水口体２とは別に設けた取水口８に一端が接続された冷水送り管９の他端は送水ポンプ１０を介して、被冷却室１１に設けた空調器１２の冷却コイル１３入口に接続され、同コイルの出口に一端が接続された水戻り管１４の他端を蓄氷槽１内に開口している。
【００２４】
しかして、前記蓄氷槽１の内底面１ａは取水口体２側に向かって下がる傾斜を付してあり、蓄氷槽内の最も低い位置に設けたクッションエリア１５内に設けてあり、このクッションエリアは蓄氷槽の内側壁から槽の中央に向かって下り傾斜を付した天板１６と、第１の吸込フィルタ１７とで仕切られている。
【００２５】
そして取水口体２は図２に拡大して示されるように、多数の孔１８、１８をあけた筒体１９まわりに第２吸込フィルタ２０を設け、筒体１９の中央部から分岐する分岐管部１９ａに前記取水管３を接続してある。
【００２６】
前記第１および第２の吸込フィルタ１７、２０はいずれも蓄氷槽１内における氷２１の細片が取水管３内に流入するのを防止するためのものとしてあって、例えば金網等のネットで構成してある。
【００２７】
そして、第１の吸込フィルタ１７は第２の吸込フィルタ２０よりも網の目が粗く、しかもその表面積は取水口体２における取水用開口面積よりも格段に大なるものとしてあって、第１の吸込フィルタ１７においては水の流過速度が第２の吸込フィルタ２０における流過速度よりも小となるように構成してある。
【００２８】
次に、上述のように構成した本発明の装置の作用について説明する。
前記取水用ポンプ４の駆動により、蓄氷槽１内の水が第１の吸込フィルタ１７を通過してクッションエリア１５内に流入し、さらに第２の吸込フィルタ２０を通過して取水口体２内を経て取水管３内に流れ込む。
【００２９】
蓄氷槽１内の氷の細片は、第１の吸込フィルタを通過する際にはこの吸込フィルタの表面積が大であるから通過流速が小となるので、氷の細片が第１の吸込みフィルタに吸い寄せられにくく、しかも第１の吸込みフィルタは目の粗いものとしてあるので、目詰まりもしにくく、この第１の吸込フィルタによって取水抵抗が増大するおそれは殆どない。
【００３０】
また、第１の吸込フィルタ１７を通過した氷の細片は、クッションエリア１５を流過する間にその殆どが融解されるが、残った氷の細片は第２の吸込フィルタ２０において取水管内への流入が阻止される。
【００３１】
取水管３内に流入した水は、前記過冷却用熱交換器５内において凍結させられることなくその水の凍結点よりも低い温度に冷却されて過冷却状態となり、過冷却水は過冷却水管６からノズル７を経てこのノズル７においてあるいはノズルから蓄氷槽内に供給される際に過冷却状態が解除されて氷スラリとなり、蓄氷層内に貯留される。
【００３２】
そして蓄氷槽１内に貯留されている氷２１との接触によって低温に冷却されている槽内の水は前記送水ポンプ１０の駆動により冷水送り管９によって空調器１２の冷却コイル１３に送られ、同コイルにおいて冷水と熱交換した空気が被空調室内に送られ、熱交換後の水は前記水戻り管１４によって蓄氷槽に戻される。
【００３３】
上述した構成の装置においては、取水口周辺に堆積した氷が崩れた場合であっても、第１と第２の吸込フィルタ１７、２０間のクッションエリア１５における液層が氷の崩れによるショックを吸収し、したがって送水管３に及ぶ流量変動（負荷変動）が可及的小なるものとされ、過冷却熱交換器５内における過冷却水の過冷却状態の解除による凍結（過冷却失敗）が防止され、蓄氷槽１への氷の供給を安定して行うことができる。
【００３４】
また、蓄氷槽１の内底面１ａ底部の勾配により、槽内の水が取水口体の方向へ流れやすくなり、したがって蓄氷槽内の氷の貯留割合（ＩＰＦ）を増大させることが可能となり、液割合の減少に伴う取水不良（ポンプのキャビテーション）の発生を遅らせ、蓄氷槽内ＩＰＦを大きくすることができる。
【００３５】
また、クッションエリア１５の上部は天板１６により仕切ってあるので、槽内の氷２１の荷重によって第１および第２の吸込フィルタ１７、２０が破損するのを防止することができる。
また、天板は蓄氷槽の内側壁から槽内中央に向かって下る勾配を設けているので、槽内の水が蓄氷槽内底に流れ落ちやすく、このことによってもスムーズな製氷を行うことができる。
【００３６】
なお、氷蓄熱装置の設計によってはクッションエリア上方に及ぶ氷２１の荷重が小となるような場合があり、このような場合には天板１６部分も第１の吸込フィルタ１７と同じ材料で構成する場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る氷蓄熱装置の実施例を示す構成図。
【図２】取水口体まわりを拡大して示す一部破断平面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  蓄氷層                      ２  取水口体
３  取水管                      ４  取水用ポンプ
５  過冷却用熱交換器            ６  過冷却水管
７  ノズル                      ８  取水口
９  冷水送り管                １０  送水ポンプ
１１  被冷却室                  １２  空調器
１３  冷却コイル                １４  水戻り管
１５  クッションエリア          １６  天板
１７  第１吸込フィルタ          １８  孔
１９  筒体                      ２０  第２吸込フィルタ
２１  氷
【図１】
2005300045.tif 000003
【図２】
2005300045.tif 000004